永磁同步电机的绕组加热方法与流程

本发明涉及电机控制，尤其涉及一种永磁同步电机的绕组加热方法。

背景技术：

1、永磁同步电机效率和功率因数高，且调速性能优越，广泛应用于空调、风机、水泵等众多领域。在这些领域内，永磁同步电机受安装空间限制以及可靠性影响，一般采用无位置传感器矢量控制方式，该控制器方式对电机参数的准确性具有较高要求，而在极低温工况下，电机电阻参数会偏离常温下的测量值。若按常温下设定的电机参数值启动电机，则可能导致电机启动失败，甚至损坏电机。因此，为了确保永磁同步电机启动和运行的可靠性及安全性，有必要对绕组进行加热预处理，然后再实施启动策略。

2、现有技术对电机绕组的加热分为两大类：第一类是增加辅助加热装置或者保温装置使得电机绕组温度处于可启动运行范围，但外加的装置增加了安装体积以及成本。第二类是在启动前给绕组持续或间歇性通入大的电流，利用绕组自身电阻产生的功耗来给绕组加热，但这种加热方式依赖于较大的电阻和电流，否则无法实施有效的绕组加热，而对功率较大的电机，电机的电阻通常较小，且较大的电流会导致功率模块的损耗较大，甚至导致损坏。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种永磁同步电机的绕组加热方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。

2、本发明实施例提供了一种永磁同步电机的绕组加热方法，包括：

3、在永磁同步电机中设置高频电流发生单元，所述高频电流发生单元包括d轴电流给定模块和频率给定模块；

4、d轴电流给定模块，用于产生d轴给定电流的幅值，由一个斜坡环节对给定值进行缓变和限幅处理，作为d轴电流误差计算模块的输入；

5、所述含频率给定模块，给定一个高频的角速度值，经过积分环节处理，产生一个高频的角度信号，并作用于park变换模块和ipark变换模块；

6、当需要进行绕组加热时，通过启动高频电流发生单元，分别设置d轴电流给定和频率给定后，电机铁磁材料的磁滞损耗和涡流损耗对绕组进行加热。

7、根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述永磁同步电机还包括dq轴电流控制单元和坐标变换单元。

8、根据本公开实施例的一种具体实现方式，dq轴电流控制单元，包含q轴电流误差计算模块，用于通过计算q轴给定电流和q轴实际反馈电流的差值，获得q轴电流误差值，作为q轴电流环的输入。

9、根据本公开实施例的一种具体实现方式，dq轴电流控制单元，包含d轴电流误差计算模块，用于通过计算d轴给定电流和d轴实际反馈电流的差值，获得d轴电流误差值，作为d轴电流环的输入。

10、根据本公开实施例的一种具体实现方式，dq轴电流控制单元，包含dq轴电流环模块，用于分别通过对q轴电流误差和d轴电流误差进行pi或其它控制运算，输出dq轴电压给定值，从而分别控制q轴电流和d轴电流。

11、根据本公开实施例的一种具体实现方式，坐标变换单元，包含ipark变换模块，实现两相旋转坐标系到两相静止坐标系的转换，使得dq轴电压给定值变换为轴下的电压给定值，并作为svpwm模块的输入。

12、根据本公开实施例的一种具体实现方式，坐标变换单元，包含clark变换模块，实现三相静止坐标系到两相静止坐标系的转换，使得三相电流变为两相的轴电流，并作为park变换模块的输入。

13、根据本公开实施例的一种具体实现方式，坐标变换单元，包含park变换模块，实现两相静止坐标系到两相旋转坐标系的转换，使得两相的轴电流变换为两相的dq轴电流，实现了电流的解耦。该模块的输出作为q轴电流误差计算模块和d轴电流误差计算模块的反馈值。

14、根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述永磁同步电机还包括svpwm模块，实现两相输出电压到三相逆变器开关占空比的调制，并输出到相连的逆变器模块。

15、根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述永磁同步电机还包括逆变器模块，用于将直流电转变成三相调制电压，驱动被控对象pmsm。

16、本发明实施例中的一种永磁同步电机的绕组加热方法，包括：在永磁同步电机中设置高频电流发生单元，所述高频电流发生单元包括d轴电流给定模块和频率给定模块；d轴电流给定模块，用于产生d轴给定电流的幅值，由一个斜坡环节对给定值进行缓变和限幅处理，作为d轴电流误差计算模块的输入；所述含频率给定模块，给定一个高频的角速度值，经过积分环节处理，产生一个高频的角度信号，并作用于park变换模块和ipark变换模块；当需要进行绕组加热时，通过启动高频电流发生单元，分别设置d轴电流给定和频率给定后，电机铁磁材料的磁滞损耗和涡流损耗对绕组进行加热。本发明提供的一种永磁同步电机的绕组加热方式，通过对绕组通入高频的三相电流，使得电机绕组在极低温工况下实现快的升温，从而确保电机参数恢复到正常值，使得电机在极低温工况下能顺利实现可靠启动。

技术特征：

1.一种永磁同步电机的绕组加热方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

技术总结
本发明提供了一种永磁同步电机的绕组加热方法，属于电机控制技术领域，该方法包括：在永磁同步电机中设置高频电流发生单元，所述高频电流发生单元包括d轴电流给定模块和频率给定模块；d轴电流给定模块，用于产生d轴给定电流的幅值；所述含频率给定模块，给定一个高频的角速度值，经过积分环节处理，产生一个高频的角度信号；当需要进行绕组加热时，通过启动高频电流发生单元，分别设置d轴电流给定和频率给定后，电机铁磁材料的磁滞损耗和涡流损耗对绕组进行加热。采用本方案，通过对绕组通入高频的三相电流，使得电机绕组在极低温工况下实现快的升温，从而确保电机参数恢复到正常值，使得电机在极低温工况下能顺利实现可靠启动。

技术研发人员：文龙,龚德武,汪志芳,孙唱,陈安全,吴晓明,张俊,龚李敏
受保护的技术使用者：浙江亿利达风机股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/5